Учебный прибор по физике

Учебный прибор по физике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение Относится к определению свойств материалов, может быть использовано в качестве учебного прибора и позволяет повысить точность измерений. Это достигается тем, что измеритель давления 5 вьшолнен в виде чашечного манометра, который размещен внутри сосуда 1 и связан с атмосферой и нагнетйтелем воздуха 3 посредством четырехпозиционного крана 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 G 09 В 23/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4298166/30-12 (22) 17.08.87 (46) 30.03.89. Бюл. № 12 (71) Днепропетровский сельскохозяйственный институт (72) И.М.Шаповалов и И.В.Копылова (53) 621.593(088.8) (56) Евграфова Н.Н., Каган В .Л.

Руководство к лабораторным работам по физике. М., 1970, с. 79-81.

„„SU 1469514 А1 (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к определению свойств материалов, может быть использовано в качестве учебного прибора и позволяет повысить точность измерений. Это достигается тем, что измеритель давления 5 выполнен в виде чашечного манометра, который размещен внутри сосуда 1 и связан с атмосферой и нагнетателем воздуха 3 посредством четырехпозиционного крана 2. 3 ил.

14695.14

Изобретение относится к учебным приборам по физике, в частности, к учебным приборам для демонстрации адиабатического процесса.

Цель изобретения — повышение точ1 ности измерения отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.

На фиг. 1 дан учебный прибор, общий вид; на фиг. 2 - четырехпозиционный кран (исходное положение "0"), разрез; на фиг. 3 — то же, вид А на фиг. 2, Учебный прибор содержит стеклянный герметичный сосуд 1 с многопозиционным краном 2, связанный с сосудом нагнетатель воздуха 3 с краном 4, и измеритель давления 5, связанный с многопозиционным краном 2. Много- 20 позиционный кран 2 выполнен черырехпозиционным и соединен с нагнетателем воздуха 3, а измеритель давления 5 выполнен в виде чашечного манометра и расположен внутри сосуда 1. 25

При этом чаша манометра связана с нагнетателем воздуха, а его внешнее колено имеет отверстия 6 для сообщения с полостью сосуда 1.

Четырехпозиционный кран 2 одновременно служит герметичной пробкой для сосуда 1, На головке 7 четырехпоэиционного крана 2 нанесены метки

"0" "1" "2" и "3", а на его корпусе " индекс, служащие для установки четырехпоэи онного крана в соответ- 35 ствующее положение при измерениях.

Нагнетателем воздуха 3 может служить небольшая резиновая груша. Размер учебного прибора по высоте не превышает 30 см.

4О

Учебный прибор работает следующим образом. Головку 7 четырехпоэиционного крана 2 устанавливают в исходное положение "0" (фиг. 2). В этом положении нагнетатель воздуха 3 сообщается через четырехпоэиционный кран 2 с внешним коленом чашечного манометра 5, а череэ отверстия 6 с сосудом

1, при этом чаша соединена с атмосферой.

С помощью нагнетателя воздуха 3 увеличивают давление воздуха в сосуде 1 на 150-200 мм столба жидкости и поворотом головки 7 по часовой

55 стрелке на 90 устанавливают ее в положение "1", при котором нагнетатель воздуха 3 изолируется от внешнего колена чашечного манометра 5, следовательно, и от сосуда 1, После выравнивания температур. и установления постояниогo избыточного давления, производят отсчет разностей уровней

h, жидкости в чашечном манометре.

ДальaeAUIHH поворотом головки 7 на четверть оборота устанавливают ее в положение "2". Сразу we после смещения головки 7 с положения "1" чаша манометра изолируется от атмосферы и сохраняется в таком состоянии вплоть до положения "3", при котором снова внутреннее колено чашечного манометра 5 соединяется с атмосферой. В положении "2" сосуд 1 соединяется каналом большего сечения с атмосферой и происходит адиабатическое расширение воздуха. Давление в сосуде быстро падает pо атмосферного (слышен хлопок выходящего воздуха), температура понижается от комнатной Т до некоторой T однако столбик жидкости в измерительном колене манометра продолжает сохранять прежнее положение.

Быстро переводят головку 6 четырехпозиционного крана иэ положения

"2" в положение "3". Сосуд 1 при этом изолируется, а измерительное колено чашечного манометра 5 соединяется с атмосферой, Столбик жидкости плавно, беэ колебаний начинает сначала падать, а потом, с повышением температуры воздуха до комнатной, начинает плавно подниматься.

При установившемся давлении (Ps) в системе производят отсчет избыточного давления Ь

Последующим поворотом головки четырехпозиционного крана на 90 прио водят прибор в исходное состояние

"0" и прибор готов к повторному измерению.

Переход системы от первого состояния к второму представляет адиабатический процесс и к нему применимо уравнение Пуассона, которое можно записать в такой форме: (-! ) = (-Я. ) р, т

Ро где. (= С /С„- искомая величина.

Процесс перехода Hs второго состояния в третье сопровождается изменением всех трех параметров состояния при неизменной массе газа и к нему применим закон Клайпейроиа:

14695)4

ЬЧ р. й:ЛЧ2

Т Т (2) тырехпоэиционным.

10 (3) Формула изобретения (4) «1 р.

k - 1/(1 + - — --.)

4Ч Pg

Подставляя отношение температур из (2) и ДЧ иэ

7й

4 в уравнение (1), и решая его относительно (, получим приблиэитель

1hl

= k — ——

h -h

Э где k - постоянная прибора, равная

Таким образом определяется по уравнению (3) отношение теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме. .Благодаря 1ому, что манометр размещен внутри сосуда и непосредственно связан с его полостью, устраняются искажения, имеющие место, например, при использовании U-образного манометра, расположенного вне сосуда, за счет сечения и толщины соединительных трубок конвекционных потоков воздуха и других факторов.

Ввиду того, что необходимо знать иэ30 менение объема системы при переходе из одного состояния в другое, а время выравнивания давления воздуха в сосуде с атмосферным меньше, чем установление столбика жидкости измерителя в нулевое положение, переключение должно происходить быстро, что обеспечивается выполнением крана чеПосле адиабатического расширения канал крана, соединяющий сосуд с атмосферой, должен быть перекрыт и в этот момент сравнивают уровни жидкости в коленах манометра.

Учебный прибор и о физике, с одержащий стеклянный герметичный сосуд с краном, связанный с сосудом нагнетатель воздуха с краном, и измеритель давления, связанный с краном сосуда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения теплоемкости воздуха при постоянном.-давлении и постоянном объеме, кран сосуда выполнен четырехпозиционным и соединен с нагнетателем воздуха, а измеритель давления расположен внутри сосуда и выполнен в виде чашечного манометра, при этом его чаша связана с нагнетателем воздуха, а внешнее колено имеет отверстия для сообщения с полостью сосуда °

1469514

Составитель Т.Григорян

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Пилипенко

Редактор M.Òoâòèí

Заказ 1361/55 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,- Ж«35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101